發射光譜儀

發射光譜儀

著名的莢國科學家牛頓在1666年用三棱鏡觀察光譜，可以說是最早的光譜實驗。此后不少科學家從事光譜學方面的研究。1800年，英國天文學家赫歇爾測量太陽光譜中各部分的熱效應，在世界上首次發現了紅外線。1801年里特發現了紫外線。1802年沃拉斯頓觀察到太陽光譜的不連續性，發現中間有多條黑線，這本來是很重要的發現，他卻誤認為是顏色的分界線。1803年英國物理學家托馬斯?楊進行了光的干涉的實驗，第一次提供了測定波長的方法。

德國物理學家夫艱和費，重新發現和編繪的太陽光譜圖，內有多條黑線(700多條)，并對其中的重要黑線用從A到H等字母標記(人稱“夫浪和費錢”)，這些黑線后來成為比較不同玻璃材料色散率的標準。這些成果在1814年至1815年間陸續發表。夫瑯和費還發明了衍射光柵。開始他用銀絲纏在兩根螺桿上，做成光柵。后來建造了刻紋機，用金鋼石在玻璃上刻痕，做戍透射光柵。

光譜分析的應用研究是從基爾霍夫和本生開始的。本生是德國漢堡的化學教授，他發明了本生燈，對各種物質在高溫火焰中發生的變化很有研究。基爾霍夫是漢堡的物理學教授，對光學儀器很熟悉。他們兩位合作制成了第一臺棱鏡光譜儀(分光鏡)。該儀器利用了牛頓1666年首創技術，使光通過三棱鏡，展開成為一道彩虹光帶(光譜)。他們用透鏡把物質在本生燈燃燒時發出的光線集成一束平行光，通過一條窄縫，再通過三棱鏡，用望遠鏡放大觀察所成的光譜。

基爾霍夫和本生發現，每種化學元素燃燒時發出的火焰都有獨特的顏色，可以據此加以鑒別。1860年及1861年他們用光譜儀發現絕和林。此后借助光譜分析方法，克魯克斯1861年發現了鉆，里奇 1863年發現了錮，波依斯邦德朗 1875年發現了鑄。他們還利用這種方法研究日光，發現地球上許多元素太陽上也有。1868年法國天文學家詹森和英國天文學家羅克耶分別用光譜法發現了當時地球上還沒有發現的一種元素，他們認為這是太陽大氣中特有的元素，取名氦，即“太陽”的意思。這樣光譜方法也應用到了天文學方面。

光譜研究工作急速的發展，也出現了新的問題，主要問題之一是缺乏足夠精度的波長標準，致使觀測結果混亂，無法相互交流。

1868年，埃斯特朗發表“標準太陽光譜”圖表，記有上千條夫浪和費線的小波長，以10-8厘米為單位，精確到6位數，為光譜工作者提供了極其有用的資料。為紀念他的功績，10-8厘米后來就命名為埃斯特朗單位，簡寫作埃。十幾年后被更為精確的羅蘭數據表所代替。

現代光譜儀不用三棱鏡而用衍射光柵，這是一種上面刻有千條線的板，把光分開，然后把光譜拍攝或記錄下來。再用電子儀器進行分析。

光譜儀廣泛應用于冶金、地質、環境等各領域。